[发明专利]用于具有高水平抽提物的木质纤维素基材的粘合剂体系

说明书

本发明涉及用于制备木质纤维素复合材料的粘合剂体系，其包含：a)底漆组合物；以及b)聚氨酯粘合剂组合物，其中所述底漆组合物包含：占所述组合物的1‑100重量％的至少一种化合物，所述化合物的羟值小于或等于30mg KOH/g，并且所述化合物选自聚亚烷基二醇、聚亚烷基二醇单醚和聚亚烷基二醇二醚；占所述组合物的0‑99重量％的溶剂；以及占所述组合物的0‑5重量％的表面活性剂，所述表面活性剂选自水溶性表面活性剂、水可乳化表面活性剂和它们的混合物。所述粘合剂体系特别适用于特征在于高水平的水溶性抽提物，特别是阿拉伯半乳聚糖的木质基材。

技术领域

本申请涉及适于制备木质纤维素复合材料(lignocellulosic composites)的粘合剂体系。更具体地，本申请涉及包含底漆(primer)组合物的粘合剂体系，在向木质纤维素基材表面施加聚氨酯粘合剂组合物之前，所述底漆组合物用于对木质纤维素基材表面进行处理，并且其中所述基材包含具有高水平(high level)抽提物的木质纤维素材料，例如落叶松。

背景技术

木材抽提物(wood extractive)是存在于给定木材中的物质，木材抽提物不是细胞结构的组成部分，并且在用热水或冷水或者用其它化学惰性溶剂处理木材后，可以在溶液中的形式将木材抽提物从木材中移除。给定木材中的抽提物的类型和水平是粘合剂粘结组件的强度和耐久性的重要变量(第10章：Wood Handbook,Wood as an EngineeringMaterial,U.S.Department of Agriculture,FPL-GTR-190,2010)。

已知抽提物可迁移到木材表面并且导致所述表面失活或者与设置在所述表面的任何粘合剂反应。由抽提物迁移造成的表面失活的结果可能是粘合剂不能浸湿木材；粘合剂粘结到位于木材表面处的抽提物薄层；或者，抽提物溶解到粘合剂中并且影响固化动力学或者使得粘合剂太粘以致于不能充分渗透到木材结构中。

本申请涉及含有高水平抽提物(特别是阿拉伯半乳聚糖)的那些木材或木质纤维素基材。这种多糖以不同比率包含半乳糖和阿拉伯糖单元并且分子量有所变化，所述多糖在宽的温度范围内以高浓度完全溶解在水中，从而产生稳定的低粘度溶液。它以高水平存在于木材例如落叶松、铁杉、黑云杉、花旗松、雪松、杜松和糖枫中。

这些木材中，由于落叶松的大的强度以及其高的耐水性、耐昆虫蛀蚀性和耐害虫性，其已大量商业用于室外应用，例如桥梁、阳台和操场。由于其良好的美学外观，它也常用于室内应用，例如地板和家具。这就是说，落叶松中的高水平抽提物(特别是阿拉伯半乳聚糖)限制了这种木材作为纸浆造纸工业中的原料的使用(Bergstedt等人，Larch Wood–ALiterature Review,Forest&Landscape Denmark,Univer-4,1990,263-272)。在粘结落叶松的情况下，认为这些抽提物减弱不同粘合剂体系的粘合耐久性，所述粘合剂体系包括作为本申请的主题的聚氨酯粘合剂体系。

用于木材结构目的的聚氨酯粘合剂的耐久性由例如欧洲标准(EN)、美国材料试验学会(ASTM)和加拿大标准协会(CSA)密切监管。为同时符合法规和实际要求，Custodio等人在“A Review of Adhesion Promotion Techniques for Solid Timber Substrates”,TheJournal of Adhesion 84,2008,第502-529页中提出了许多用于木材元件的粘合改进技术；这些技术中，在向木材表面施加聚氨酯粘合剂组合物之前使用底漆对其进行处理具有实用、安全和环境的优点。事实上，某些作者已经使用底漆来解决聚氨酯粘合剂对木质基材的粘合耐久性问题。